CN102116792A - 一种芯片电压信号的测试系统及其测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种芯片电压的测试系统和测试方法，所述的系统包括连接外部电源的取样电阻模块、测试模式选择控制寄存器、判断门限电压选择控制寄存器、待检测电压选通控制寄存器、比较器模块、数字采样处理模块，通过选通不同的判断门限电压(即参考电压)可以对芯片的不同电压信号进行检测和比较，再根据输出的比较结果判定待检测的芯片是否符合要求。进一步地，可以在本发明中增加一些控制逻辑模块对待测的芯片进行修整，以使芯片符合要求。本发明的方案可以在不增加测试焊盘的前提下，完成对芯片内部电压信号(包括敏感电压信号)的检测，节省芯片面积，适合自动化测试，且创造性地解决了当前部分检测电路复杂，耗时且成本高的问题，适于推广适用。

Description

一种芯片电压信号的测试系统及其测试方法

技术领域

本发明涉及一种芯片电压的测试系统及其测试方法，其可以在不增加测试PAD(焊盘)的前提下，完成对芯片内部电压信号(包括敏感电压信号)的检测。

背景技术

目前，智能卡或者双界面卡的发展越来越迅速，业界对卡性能的要求也越来高，同时市场对其成本的要求越来越低。卡内的电压无疑是反映卡的好坏的重要指标。由于双界面卡的电源结构复杂，为保证芯片的可靠性，一般的芯片的终测中会有比较多的电压信号需要监测。现在所采用的电压信号测试电路都较复杂，且需要较多的测试PAD(焊盘)。

例如，普通的方法是通过把电压信号连接到PAD上直接进行测试，这种做法的缺点是显而易见的，首先测试PAD会占用芯片的面积，会增加对测试机台的需求；对于一些敏感信号(例如基准电压)不适宜直接测试，还需要额外的输出电路。最后同时受限芯片面积不能测试太多的信号。显然，这种测试会增加芯片的成本，增加企业的负担。

因此，有必要对现有的检测方案进行改进，研发出一种新颖的方法和系统，以能广泛地适用于芯片的终测方案中，既快速准确又能降低企业的成本。

发明内容

本发明要解决了现有智能卡(双界面)芯片或者多电源芯片在终测中对电压信号测试的部分检测电路复杂，耗时且成本高的问题，提供一种芯片电压信号的测试系统及其测试方法。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种芯片电压信号的测试系统，其集成在芯片内部，用于测试芯片的电压，其中，所述的系统包括：用于对判断门限电压进行取样的取样电阻模块、用于选通不同待检测电压并将待检测电压输入比较器模块的待检测电压选通控制寄存器、用于对检测到的电压与判断门限电压进行比较的比较器模块、判断门限电压选择控制寄存器和用于接受测试指令并对待检测电压选通控制寄存器和判断门限电压选择控制寄存器进行配置的测试模式选择控制寄存器，其中，取样电阻模块一端与外部电源电压VCC相连，另一端与判断门限电压选择控制寄存器连接；待检测电压选通控制寄存器一端与芯片内的待测模拟电路模块连接，另一端与比较器模块连接；比较器模块一端分别输入判断门限电压和检测电压，另一端与I/O连接，以输出比较的结果；判断门限电压选择控制寄存器内设有至少一个判断门限电压，其一端与所述的取样电阻模块的连接，另一端与比较器模块连接；测试模式选择控制寄存器一端与I/O连接，接收测试指令。

所述测试系统的有益效果是其电路简单，且集成在芯片内部，根据电路中的电阻获得不同的判断门限电压(即参考电压)，配合检测选通控制寄存器所选择的检测电压，通过系统中的一个比较器模块，对所述的两个电压值进行比较，并输出比较结果，简化了以前的电路，在不增加测试PAD的前提下，完成对芯片内部电压信号(包括敏感电压信号)的检测，同时节省芯片面积，适合自动化测试。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，所述系统还包括用于对比较器输出的结果进行滤波的数字采样处理模块，数字采样处理模块一端与I/O连接，以输出比较结果，另一端与比较器模块连接。

采用上述进一步方案的有益效果是滤除信号选择切换引起的毛刺。

进一步，所述系统还包括用于对电压信号进行测试的检测门限电压自动选择控制模块。

采用上述进一步方案的有益效果是可提高检测的效率。

进一步，所述系统还包括用于对芯片待测模拟电路模块中的敏感电路进行修整(trimming)的模拟电路修整控制模块。

进一步，在所述系统中，所述外部电源电压VCC端设有电容C0。

采用上述进一步方案的有益效果是把电源纹波滤除掉。

进一步，在所述系统中，外部电源电压VCC端设置的电容C0大小为10-100μF，优选为20μF。

进一步，在所述系统中，所述的取样电阻模块包括用开关控制的电阻R1以及与R1串联的至少一个可变电阻R2，或所述的取样电阻模块包括用开关控制的电阻R1以及分别与R1串联的至少一个电阻R2’和用开关控制的电阻R3。

进一步，所述的R1上连接有电容C1。

采用上述进一步方案的有益效果是进行一级滤波，得到稳定的电压。

进一步，所述的判断门限电压选择控制寄存器至少可选通一路比较基准的判断门限电压Vref，并通过控制器把所述的判断门限电压Vref输入到比较器模块中。其中，控制器优选为开关。

本发明提供了一种芯片电压信号的测试方法，包括以下步骤：

S1：把外部电源电压VCC的电压调整到测试需要的数值；

S2：将一测试机台通过芯片的I/O给待测芯片的测试模式选择控制寄存器发送测试指令；

S3：根据接收的测试指令，测试模式选择控制寄存器分别对待检测电压选通控制寄存器和判断门限电压选择控制寄存器进行配置，以分别选通待测电压和判断门限电压；

S4：分别将判断门限电压和待测电压输入比较器中；

S5：通过比较器比较选通的检测判断门限电压和待测电压；

S6：经I/O把比较结果输出到测试机台；

S7：测试机台根据输出的结果进行判定，以确定电压是否在设定的范围内，从而确定芯片是否符合要求。

所述测试方法的有益效果是简化了以前的测试方法，且不会增加测试PAD，能灵活的监测这些电源信号，还可以减少对测试机台的要求，更适合芯片自动化测试，且不会增加成本。

进一步，在所述的步骤S2中，所述芯片的I/O为设在芯片上的一个焊盘。

进一步，在步骤S3中，判断门限电压选择控制寄存器对判断门限电压的配置是通过选通不同的电阻分压来实现的。

进一步，在步骤S3和S4中，判断门限电压和检测电压的选通是通过开关实现的。

进一步，在步骤S6中进一步包括使用数字采样处理模块对比较结果进行数字的采样判断处理。

采用上述进一步方案的有益效果是滤除信号选择切换引起的毛刺。

进一步，所述的方法包括对所述的芯片的敏感电路进行修整的步骤。

本发明的有益效果体现在：本发明的电路简单，且集成在芯片内部，根据电路中的电阻获得不同的判断门限电压(即参考电压)，配合检测选通控制寄存器所选择的检测电压，通过系统中的一个比较器模块，对所述的两个电压值进行比较，并输出比较结果。该方案简化了以前的测试方法，且不会增加测试PAD，能灵活的监测这些电源信号，还可以减少对测试机台的要求，更适合芯片自动化测试，且不会增加成本。

附图说明

图1为本发明芯片电压的测试系统的电路图；

图2为本发明芯片电压的测试系统的另一种电路图；

图3为本发明芯片电压的测试方法的步骤的框图；

图4为本发明芯片电压的测试方法的步骤的流程图；

图5为本发明芯片电压的测试方法的修整过程的框图；

图6为本发明芯片电压的测试方法的修整过程的流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

如图1和图2所示，本发明的芯片电压的测试系统主要包括取样电阻模块、判断门限电压选择控制寄存器、待检测电压选通控制寄存器、比较器模块、数字采样处理模块和测试模式选择控制寄存器，上述的各个模块电连接在一起形成一个检测系统。

所述的取样电阻模块的一端与电源电压VCC相连，具体地是通过芯片PAD与VCC连接，较佳的是在VCC端设有一个电容C0，用来把大部分的电源波纹滤除掉。电容C0应足够大，通常是10-100μF。本实施方式优选的是20μF的电容。所述的取样电阻模块包括用开关K1控制的电阻R1以及与R1串联的至少一个可变电阻R2，如图1；或者所述的取样电阻模块包括用开关K1控制的电阻R1以及与R1串联的至少一个电阻R2’和用开关K2控制的电阻R3，如图2。在该模块中，所述的R1上连接有电容C1，通过C1/R1对电压进行一级滤波，得到更稳定的电压V1。通常应选择较大的R/C，以得到很稳定电压。该取样模块的电阻R2是本身可变电阻，或电阻R2’串联一个分压电阻R3来改变电压值，电阻R3由开关K2进行控制。这样就会得到多个不同的判断门限电压(即参考电压)Vref H[1]…Vref H[n]，VrefL[1]…VrefL[n]。因此，当电阻变化时，可变电阻R2上根据电阻比例选择不同判断门限电压VrefH/VrefL，其中VrefH[n]＝VrefH[n-1]-ΔV，VrefL[n]＝VrefL[n-1]-ΔV。只需保证V1的电压稳定，则VrefH/VrefL也是稳定的。或者，当接通K2时，电阻R3连入电路中，以进行取样。R3用来调节R2’的电阻比例，以此可以获得多个VrefH/VrefL判断门限电压。

所述的判断门限电压选择控制寄存器的两端分别与取样电阻模块和比较器模块连接。其主要是根据实际的测试需要，选通不同的VrefH/VrefL输送给比较器模块。

所述的检测电压选通控制寄存器两端分别与芯片的模拟电路和比较器模块连接。通过该寄存器，从芯片得到的待检测电压Vsample[1]…Vsample[n]中的一个电压被输入到比较器中，与前述的判断门限电压(即参考电压)进行比较。当控制该寄存器，可以使得多个电压得到比较。通常是采用开关来进行控制，当然，其他的控制器也是可行的，只要能达到选通不同的待测电压即可。藉此可以使多个待测电压输入到比较器中，并与确定的比较电压进行比较。

所述的比较器模块用来对判断门限电压(即参考电压)和待检测的电压进行比较，并输出比较结果。较佳地，在比较器的输出结果的一端连接一个数字处理模块，以对输出的信号进行滤波，最后通过I/O把该结果输出到测试机台。藉此检测人员可判定该芯片是否满足要求。

图3和图4所示为本发明的芯片电压的比较方法。该方法包括以下的步骤：

S1：把VCC的电压调整到测试需要的数值；

S2：提供一测试机台，并使测试机台通过芯片的I/O给待测芯片的控制模式寄存器发送测试指令；

S3：根据接收的测试指令，测试模式选择控制寄存器分别对待检测电压选通控制寄存器和判断门限选择控制寄存器进行配置，以分别设定待检测电压和判断门限电压；

S4：将判断门限电压和待检测电压选通控制寄存器选择不同的待检测电压输入比较器中；

S5：通过比较器比较判断门限电压和待检测的电压，以确定检测电压Vsample的范围，其中CompH比较器用于确认检测电压Vsample的上限，CompL比较器用于确认检测电压Vsample的下限；

S6：经I/O把比较结果输出到测试机台；在该步骤中，其进一步包括使用数字采样处理模块对比较结果进行数字的采样判断处理，以滤除信号选择切换引起的毛刺；

S7：测试机台根据输出的结果进行判定，以确定芯片是否满足要求。

在上述的方法的步骤S2中，所述芯片的I/O为设在芯片上的一个pad；在步骤S3中，判断门限电压选择的控制寄存器对判断门限电压的配置是通过选通不同的电阻分压来实现的，并通过各自的控制开关连到比较器；在步骤S4中，待检测电压的选通是通过开关实现的，再把电压输到比较器中。

根据比较器输出的的结果，有以下几种情况：

如果VrefL＜Vsample＜VrefH，测试结束，检测电压信号Vsample[i]在判断门限范围内；

如果Vsample＞VrefHmax＝Vref[1]或Vsample＜VrefLmin＝VrefL[n]，测试结束，Vsample[i]在判断门限范围外。

如图5所示，为电压信号测试和Trimming测试方法，主要在本发明的基础上增加一个判断门限电压自动选择模块和检测门限电压自动选择控制模块，提高检测的效率。

如图6所示，所述的方法进一步包括对所述的芯片的敏感电路进行trimming的步骤。具体地，在得到比较结果之后：

(1)如果VrefL＜Vsample＜VrefH，检测电压信号Vsample[i]，测试结束，不需要Trimming；

(2)如果Vsample＞VrefHmax＝Vref[1]或Vsample＜VrefLmin＝VrefL[n]，测试结束，判断不能Trimming；

(3)如果Vsample＜VrefL[i]或Vsample＞VrefH[i]，测试机台的程序根据测试结果，启动并配置判断门限电压自动选择模块，控制自动配置VrefL＝VreL[i+1]或VrefH＝VreH[i-1]，返回到测试步骤进行判断；

(4)如果VrefL[K]＜Vsample＜VrefH[j]，测试机根据测试结果，选择适合的Tr imming值，输入给数字Tr imming控制模块，对模拟电路进行Tr imming。Tr imming完成后，再进入测试步骤。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (18)

1.一种芯片电压信号的测试系统，其集成在芯片内部，用于测试芯片的电压，其特征在于，所述的系统包括：用于对判断门限电压进行取样的取样电阻模块、用于选通不同待检测电压并将待检测电压输入比较器模块的待检测电压选通控制寄存器、用于对检测到的电压与判断门限电压进行比较的比较器模块、判断门限电压选择控制寄存器和用于接受测试指令并对待检测电压选通控制寄存器和判断门限电压选择控制寄存器进行配置的测试模式选择控制寄存器，其中，取样电阻模块一端与外部电源电压VCC相连，另一端与判断门限电压选择控制寄存器连接；待检测电压选通控制寄存器一端与芯片内的待测模拟电路模块连接，另一端与比较器模块连接；比较器模块一端分别输入判断门限电压和检测电压，另一端与I/O连接，以输出比较的结果；判断门限电压选择控制寄存器内设有至少一个判断门限电压，其一端与所述的取样电阻模块的连接，另一端与比较器模块连接；测试模式选择控制寄存器一端与I/O连接，接收测试指令。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括用于对比较器输出的结果进行滤波的数字采样处理模块，数字采样处理模块一端与I/O连接，以输出比较结果，另一端与比较器模块连接。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括用于对电压信号进行测试的检测门限电压自动选择控制模块。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括用于对芯片待测模拟电路模块中的敏感电路进行修整的模拟电路修整控制模块。

5.根据权利要求1所述的芯片电压信号的测试系统，其特征在于，所述的外部电源电压VCC端设有电容CO。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述电容CO的大小为10-100μF。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述的电容大小为20μF。

8.根据权利要求1至7中任意一项所述的系统，其特征在于，所述的取样电阻模块包括用开关控制的电阻R1以及与R1串联的至少一个可变电阻R2。

9.根据权利要求1至7中任意一项所述的系统，其特征在于，所述的取样电阻模块包括用开关控制的电阻R1以及分别与R1串联的至少一个电阻R2’和用开关控制的电阻R3。

10.根据权利要求1至7中任意一项所述的系统，所述的电阻R1上连接有电容C1。

11.根据权利要求1至7中任意一项所述的系统，其特征在于，所述的判断门限电压选择控制寄存器至少可选通一路比较基准的判断门限电压Vref，并通过控制器把所述的判断门限电压Vref输入到比较器模块中。

12.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，所述的控制器为开关。

13.一种芯片电压信号的测试方法，包括以下步骤：

S1：把外部电源电压VCC的电压调整到测试需要的数值；

S2：将一测试机台通过芯片的I/O给待测芯片的测试模式选择控制寄存器发送测试指令；

S3：根据接收的测试指令，测试模式选择控制寄存器分别对待检测电压选通控制寄存器和判断门限电压选择控制寄存器进行配置，以分别选通待测电压和判断门限电压；

S4：分别将判断门限电压和待测电压输入比较器中；

S5：通过比较器比较选通的判断门限电压和待测电压；

S6：经I/O把比较结果输出到测试机台；

S7：测试机台根据输出的结果进行判定，以确定电压是否在设定的范围内，从而确定芯片是否符合要求。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，在所述的步骤S2中，所述芯片的I/O为设在芯片上的一个焊盘。

15.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，在步骤S3中，判断门限电压选择控制寄存器对判断门限电压的配置是通过选通不同的电阻分压来实现的。

16.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，在步骤S3和S4中，判断门限电压和检测电压的选通是通过开关实现的。

17.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，在步骤S6中进一步包括使用数字采样处理模块对比较结果进行数字的采样判断处理。

18.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述的方法进一步包括对所述的芯片的敏感电路进行修整的步骤。

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